目錄
模擬量控制簡(jiǎn)介
技術(shù)指標(biāo)&輸入特性
接線方式
通用程序
From/To指令
緩沖存儲(chǔ)器分配
程序設(shè)計(jì)
結(jié)果折算

參考：
《三菱FX系列PLC編程速成全圖解》 韓相爭(zhēng) 化學(xué)工業(yè)出版社
FX2N-2AD中文手冊(cè)說(shuō)明書
三菱FROM、TO指令解釋

模擬量控制簡(jiǎn)介

模擬量處理過(guò)程如圖7-1所示。
 
——
模擬量I/O模塊包括模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊。

FX2N-2AD型模擬輸入模塊用于將2點(diǎn)模擬輸入（電壓輸入或電流輸入）轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)字值，并將該值輸入到PLC的BFM中。該模塊無(wú)需外部電源，其電源由基本單元提供，通過(guò)專用的扁平電纜與CPU通信。
兩個(gè)頻道的模擬輸入值可以接受0-10V DC（點(diǎn)），0-5V DC，或者4-20mA之間。

技術(shù)指標(biāo)&輸入特性

 
產(chǎn)品出廠時(shí)，默認(rèn)特性0-10V DC。

模擬量轉(zhuǎn)換的精度除了取決與A/D轉(zhuǎn)換的分辨率，還受到轉(zhuǎn)換芯片的外圍電路的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，輸入的模擬量信號(hào)會(huì)有波動(dòng)、噪聲和干擾，內(nèi)部模擬電路也會(huì)產(chǎn)生噪聲、漂移，這些都會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)換的最后精度造成影響。這些因素造成的誤差要大于A/D芯片的轉(zhuǎn)換誤差。

接線方式

 
注意電壓輸入和電流輸入接線方式不同：電流輸入時(shí)，VIN與IIN需要短接再接入；電壓輸入時(shí)，可直接接入VIN。
信號(hào)輸入設(shè)備與模塊之間最好用屏蔽雙絞線連接，為了減少外界干擾可在VIN與COM端間并聯(lián)1個(gè)0.1~0.47uf的電容。
一般電壓信號(hào)比電流信號(hào)容易受干擾，應(yīng)優(yōu)先選用電流信號(hào)。

電流輸入通道對(duì)地有一250歐姆電阻，當(dāng)電流輸入時(shí)，通過(guò)電阻轉(zhuǎn)換為電壓，接入電壓輸入通道，因此模塊的輸入端實(shí)際上就是電壓輸入。模塊的輸入放大器的增益時(shí)可調(diào)的，因此量程是可調(diào)的，量程在5-10V間可調(diào)，出場(chǎng)時(shí)量程為10V，如果被測(cè)信號(hào)的最大值小于10V，可通過(guò)調(diào)節(jié)增益電位器來(lái)調(diào)節(jié)量程。
例：如果被測(cè)信號(hào)為0-5V，將模塊輸入端接入5V直流電壓，調(diào)節(jié)增益調(diào)節(jié)電位器，同時(shí)讀取AD轉(zhuǎn)換值，當(dāng)讀取轉(zhuǎn)換值為4000時(shí)即可。

注意

1. 由于所有通道都采用同樣的偏移值和增益值，因此兩個(gè)通道的模擬輸入必須統(tǒng)一（即輸入相同類型的信號(hào)），不能一個(gè)作為模擬電壓的輸入，一個(gè)作為電流的輸入；
2. 輸入信號(hào)只能是單極性的；
3. 模塊轉(zhuǎn)換數(shù)字量對(duì)應(yīng)2^12-1=4095，實(shí)際應(yīng)用中簡(jiǎn)化為4000；

通用程序

除了硬件連接，還需要編寫相關(guān)程序用于設(shè)置模塊的工作參數(shù)和讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量以及模塊的操作狀態(tài)。
FX2N-2AD模塊的使用不是很方便，要使用FROM/TO指令。

FROM指令
用FROM指令讀取特殊功能模塊的BFM中的數(shù)據(jù)，將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果讀入PLC，指令格式如下：
 

—>表示該行從屬于上方最近一行沒有—>的行。

TO指令
使用TO指令用于PLC基本單元將數(shù)據(jù)寫入特殊功能模塊的BFM中，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換；
 

轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)在模塊緩沖存儲(chǔ)器（BFM）中的存儲(chǔ)地址如下，BFM是16位的：
 

表中：
A/D通道選擇：b0=0，選擇CH1通道；b0=1，選擇CH2通道
A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)：b1由0變1時(shí)，轉(zhuǎn)換開始

使用前還需確定模塊的編號(hào)，F(xiàn)X系列可以連接多達(dá)8個(gè)特殊功能模塊，其編號(hào)從最靠近基本單元的那一個(gè)開始順次編為0-7號(hào)，注意數(shù)字量I/0擴(kuò)展模塊不占編號(hào)。

單通道

下面展示一段非常經(jīng)典的AD模塊程序，采用了通道1進(jìn)行轉(zhuǎn)換，幾乎在每本教材中都會(huì)出現(xiàn)：
 
下面對(duì)該梯形圖程序進(jìn)行逐行解釋：

1. CPU在第一個(gè)特殊模塊（K0）的BFM17（K17）中，向bit0（H0=0B）寫入0，意思是選擇模塊的CH1通道；
2. CPU在第一個(gè)特殊模塊（K0）的BFM17（K17）中，向bit1（H2=10B）寫入1，即啟動(dòng)CH1通道 的AD轉(zhuǎn)換功能；

兩行代碼沒法合成一行。

3. K2M100，該操作將第一個(gè)模塊的BFM#0 的低八位（b0-b7）讀到CPU的M100-M107，BFM#1的低八位（包含有效數(shù)據(jù)b0-b3）讀到CPU的M108-M115，即讀取CH1通道的12位數(shù)字值；

這個(gè)問題我想了有一段時(shí)間了，BFM#0和BFM#1中共有16+16位數(shù)據(jù)（包括保留位），所以轉(zhuǎn)移的點(diǎn)數(shù)位K2（K1代表16位，因此K2代表32位），然而儲(chǔ)存,目的地址為K2M100（K2代表8位）而非K4M100（K4代表16位）。之所以采用K2M100而非K4M100，可能是因?yàn)楹笳邥?huì)使12位數(shù)字值不連續(xù)，高位和低位數(shù)據(jù)分散需要額外編寫傳送指令；前者剛好使低八位和高四位連續(xù)。

4. K4M100，該操作將M100-M115的數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器D0中（通道1的高端4位移動(dòng)到下面的8位位置上，并存儲(chǔ)到D0）；

雙通道

如果要同時(shí)使用兩個(gè)通道，可采用如下程序：
 
實(shí)際上在BFM#17中同一時(shí)間只能設(shè)置1個(gè)通道工作，因此圖中X0和X1在同一時(shí)間只能有一個(gè)置位，這也是為什么兩個(gè)通道都將臨時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到K2M100卻不會(huì)造成數(shù)據(jù)沖突；若二者同時(shí)置位，會(huì)導(dǎo)致程序不能正常運(yùn)行。

注意
從X0/X1打開至模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換值存儲(chǔ)到主單元的數(shù)據(jù)寄存器之間的時(shí)間為2.5ms，因此兩通道的切換時(shí)間不得小于該處理時(shí)間。

為了將模擬量模塊內(nèi)部數(shù)字量與實(shí)際物理量對(duì)應(yīng)，需要找出二者的數(shù)據(jù)比例關(guān)系。
設(shè)X為數(shù)字量（0-10V），M為模擬量（0-4000），可得：
M=X/400
如果直接寫入DIV D0 K400 D2，由于除法指令無(wú)法除小數(shù)的特性，其結(jié)果總是為整數(shù)，小數(shù)會(huì)被省略，因而數(shù)據(jù)精度遭到折損。
可以將X從0-10V的范圍轉(zhuǎn)換到0-10000mV，這樣算式為：
M=1000X/400
=10X/4
即將小數(shù)擴(kuò)大為整數(shù)來(lái)保留值。
修改后的程序?yàn)椋?BR> 

用了兩個(gè)指令，先乘后除。

乘法MUL指令和除法DIV指令占取兩個(gè)寄存器，如果只保留一個(gè)會(huì)造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

平均值濾波
（摘自FX3U手冊(cè)，不清楚FX2N有沒有這個(gè)功能）模擬量輸入模塊可能采集到緩慢變化的模擬量信號(hào)中的干擾噪聲，這些噪聲通常以窄脈沖的方式出現(xiàn)，為了減輕噪聲信號(hào)的影響，模塊提供連續(xù)若干次采樣值的平均值，可以設(shè)置求平均值的采樣周期數(shù)。但是，取平均值會(huì)降低PLC對(duì)外部輸入信號(hào)的響應(yīng)速度。